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生物失去必要基因也能演化求生

生物技术
pigsrollaroundinthem (39396)发表于 2018年11月15日 16时13分 星期四
来自大逃杀
酵母菌是真核生物,是分子生物学研究的重要模式生物。它约有六千个基因,其中一千多个基因是不可或缺的“必要基因」(Essential gene)”。这些必要基因一但被剔除,细胞必死无疑。台湾中研院的研究团队意外发现,酵母菌的一个必要基因 PRP28 可以被删除,而酵母菌还能活着。在负责剪接 RNA 的剪接体 (Spliceosome)中,PRP28 是一个不可或缺的。失去了 PRP28,RNA 剪接无法进行,细胞就会死掉。研究团队发现,将 PRP28 搭配的零组件进行互补性的改变,细胞就可以不需要 PRP28。但这种缺少 PRP28 的酵母菌因为 RNA 剪接效率低,导致生长得比较差。研究人员进一步探索,这种生长比较差的酵母菌能否再回到原本充满活力的生长状态?也就是说,当永远失去 1 个必要基因之后,生物系统要如何应变以补偿这个损失?利用酵母菌,他们做了一个缩时演化实境秀:让缺少了必要生长基因的酵母菌在实验室演化,产生适应性突变,并一路观察生长速度是否加快,最后达到最佳状态。失去 PRP28 的酵母菌经过了 300 个世代演化之后,出乎意料地回到了健康的状态,上演了绝处逢生。研究团队深入调查后,发现演化后的酵母菌可藉由降低上游转录(Transcription)的效率,让转录与 RNA 剪接(Splicing)再度同步化,像是一种负负得正的概念,借此重新优化细胞整体基因的表现。